Robotik Elektroniğe Hayat Vermek

sumo-2

Robot nedir? 

Önce karar verelim. Robot nedir? Robot duyargaları (sensör) ile çevresini algılayan, algıladıklarını yorumlayan, bunun sonucunda karar alan (yapay zeka), karar sonucuna göre davranan, eylem olarak hareket organlarını çalıştıran veya durduran bir aygıttır.

Yukarıdaki tanıma göre bilgisayara paralel port ile bağlı ve klavyeden kontrol edilen bir araba robot değildir. Mutfak robotunuz “robot” değildir.  Çünkü bu iki örnekte de otonom (Kendi kendine) karar verme özelliği bulunmamaktadır.

ROBOT = ALGI + KARAR + EYLEM

Örneğin arabanın önüne eklenecek sensörden bir sinyali alınca, algıladığı sinyali bilgisayarın mikroişlemcisine yorumlatıp önünde bir engel oduğunu anlayıp, kendiliğinden sağa veya sola dönüyorsa arabanız artık bir robottur.

Robotik biliminde yol alabilmek kolay değildir. Cesaret, çaba, yoğun uğraş, sabır ve en önemlisi başarma arzusu ve kararlılığı gerektirir. Uykusuz geçen geceler başarının sırrıdır:) Önce temel elektronik ve mekanik bilgileri ile tanışmış olmak veya öğrenmek için zaman ayırmak gerekir. Devamı ise okumalarınız ve deneylerinizle adım adım gelir.

Konu ile ilgili bilginiz derinlemesini olmasını gerektirmez.  Elektronik devre şemaları mutfak reçeteleri gibidir. Bir düzine sembol öğrenmeyi gerektirir.  Bir kaç günde öğrenebilir, devre şemalarını okuyabilirsiniz. Direnç, kondansatör, transistör, entegre ve diğer elektronik aksamın işlevlerini öğrenmek gerekir. Çok az parça içeren basit devrelerle başlayıp ilerleyeceksiniz. Bilgilerinizi geliştirdikçe daha gelişmiş karmaşık devreleri çözecek veya mevcut bir devreyi ihtiyacınıza göre değiştirebileceksiniz.

Robotun şasi, gövde ve hareket aksamının üretimi için biraz mekanik, biraz da el becerileri gerektirir. Ahşap, aluminyum, plastik malzemeleri kesmek, bükmek, delmek, yapıştırmak, şekillendirmek gibi işlemler gerektirir. Bu işleri yaparken her zaman koruyucu önlemler alın, kendinize zarar vermeyin.

Gerektiğinde el becerileri sizden iyi olan arkadaşlarınızdan veya aile bireylerinizden yardım alın. Temel bilgi ve becerilerinizi kitaplar okuyarak, deneyler yaparak sabır ve öğrenme arzunuz ile geliştireceksiniz.

 

 

Öğrenmenin bir yolu da deneme yanılma metodudur. Hata yapmaktan KESİNLİKLE çekinmeyin. Yanlışlar öğreticidir. Bir sorunla karşılaştığınızda yoğun çabalar sonucunda sorunu hala çözemiyorsanız, işinizi bir kaç gün bir kenera bırakın, yaptığınız işlemleri not alın. Bir kaç gün sonra araştırma ve çabalarınız hala sonuç vermiyorsa, robot grubumuza yazarak grup üyelerimizden forumlar aracığıyla yardım isteyin. Kendinizi motive edin, başarma arzunuzu kamçılayın, “başaracağım!” deyin.

Robotik Teknigi

Yangın Söndüren RobotHobi robotları yapmak zor değildir mekanik elektronik ve her proje için şart olmamakla birlikte az bir programlama bilgisi gerektirir. Her birinden kendinizi geliştirmeniz  “robotik aklınızın” gelişmesi demektir.

Çok iyi tasarımlar iyi bir malzeme bilgisinden geçer; iyi stratejiler güçlü programcılık sayesinde yapılabilir.

 

 

Ilk Robotunuz

Hazır kit almak? Hazır devrelerden imal etmek? Kendi  tasarımınızla yapmak? Çıkma parçalardan üretmek? Bu sorulara cevabı temel elektronik ve mekanik bilgileriniz ve el becerileriniz verecektir. Size önerim ilk robot yapımına hazır kitlerle başlamak gerekir. Burada da el becerilerinize uygun olarak iki şekilde başlayabilirsiniz.

 

Temel Robot Kitleri

Artık birçok oyuncak firması tornovida ve elle basitçe monte edilebilen robot kitlerini ürün serilerine eklemişlerdir. Robotlar artık vazgeçilmez ürünlerden olmuştur. Aşağıdaki 4 robot projesi de hazır robot setlerinden üretilmiştir.

lego mindstorms nxt robot seti

 

 

En ünlüleri Lego Mindstorms robot kitleri, VEX Robot kitleri ve Fischertechnik’in robot kitleri. Geniş bilgi için :

Bu eğitici robot kitleri sayesinde robotik ve elektroniğin ilkelerini, robot devreleri, robot programlama gibi temel bilgileri ögrenirsiniz. Bu robotlara diğer robotların yaptığı tüm işleri yaptırabilirsiniz. İleride, daha gelişmiş veya değişik işlevli robotlar yapmak istediğinizde Lego, VEX, Fischertechnik’in parçaları ile ön maketi hazırlamanız için iyi malzeme olacaklardır.

Orta Seviye Kitler & Setler

 Bu kitler gövde şasi, vidalar elektronik parçalar dahil şekillenmiş tüm parçarı ile satılmaktadır. Sizlere sadece birleştirmek kalıyor. Bu tip robot kitlerini aşağıdaki sitelerden bulabilirsiniz.

Ve bu sitelerin Avrupa ülkelerindeki bayileri… Bu sitelerin sattığı hazır robot kitleri ile birlikte bir montaj şeması ve adım adım montaj kılavuzu gelmektedir. Bu broşürü mutlaka sonuna kadar okuyunuz, montaj broşürü bir çok sorunuza cevap verecektir. Hazır kitleri monte ederken önce parçaları, sonra devreleri inceleyiniz.

Bilgi beceri seviyenizi yükseltmeden karmaşık zor projelere başlarsanız, işin sonunu getirmeden pes etme ihtimaliniz de yüksek olur. Hazır kitleri monte ettikten sonra çalışması için, bilgisayarınızın yardımı ile mikrodenetleyicisini veya kontrol kartını programlamak gerekebilir. Daha sonrasında, arzunuza göre kitte olmayan sensörler ve diğer aksamlar ekleyip, programlayıp robotunuzu yenileyebilir, kişiselleştirebilisiniz. Herşey sizin hayal gücünüze bağlıdır. Hayal gücünüzü aktifleştirin, ortaya özgün tasarımlar çıksın.

Dünyadaki bir çok hobi robotsever deneyimlerini yeni başlayan diğer hobi robutçulara açmaktadır. Bunlar kendi deneyimlerini kişisel robot sitelerinde veya grup sitelerinde duyurmakta, diğer insanlarla paylaşmakta, kitaplarında yayınlamaktadırlar. Bazı Web siteleri:

Bu siteler dışında bazı tavsiye edebileceğim kitaplar da mevcut.

Kitaplar:

  • Robot Building for Dummies by Roger Arrick
  • Robots, Androids and Animatrons: 12 incredible projects you can build by John Iovine
  • Junkbots, Bugbots & Bots on Wheels by Dave Hrynkiew and Mark W. Tilden
  • 123 Robotics Experiments for the Evil Genius by Myke Predko
  • Insectronics : Build Your Own Walking Robot by Karl Williams
  • PIC Robotics : A Beginner’s Guide to Robotics Projects by John Iovine
  • Build Your Own Robot! By Karl Lundth.
  • Robot Building for Beginners by David Cook
  • Ve solda yer alan en iyi kitap Robot Builder’s Bonanza – Gordon McComb ve Myke Predko

 

 

Kendi  Tasarımınızla Robot Yapmak

Yaratıcılık ve mucitlik hiç kimsenin tekelinde değildir. Üniversitelere, büyük şirketlere, profesörlere, büyük şahsiyetlere özgü birşey, bir özellik değildir. İçinizdeki yaratıcılık gücünü serbest bırakın. Robot tasarımına başlarken kendimize soracağımız temel soru “Bu robot ne iş yapacak? Nasıl yapacak? Nasıl sonuçlandıracak?” Bu soruların cevapları önemlidir. Bu sorular sınırlarınızı çizer. İşleri görevleri sınırlayarak, basitleştirerek, robotunuzun boyutunu, kapasitesini, şeklini tasarlayabileceksiniz.

Örneğin bir sumo robot tasarlamak ve yapmak istiyorsak aşağıdaki özelliklere ve organlara sahip olmalıdır. :

Çarpmalara dayanıklı sağlam bir şasiye ve gövdeye sahip olmalıdır. Bunun için metal tercihen aluminyum malzemeden yapılmalıdır. (Soldaki proje gibi sağlam kalın aliminyum şasi uygundur)

Kendinden hareket edebilmesi için güç kaynakları şarj edilebilir, uzun süre dayanıklı pil veya batarya olmalıdır. Günümüzde en çok kullanılan pil tipi Li-Po piller olduğu için size de tavsiye edebilirim.

Güçlü hareket ve itme kabiliyeti için 2 veya 4 adet güçlü elektrik motoruna, yine yerde tutunma kabiliyeti yüksek tekerlere ihtiyaç vardır.

Robot ringteki rakibini hızlıca bulabilmelidir. Bunun için detektörlere ihtiyacı olcaktır. Bu işlevi IR (infrared) ve/veya ultrasonik sensörlerle yerine getirecektir.

Robot ringin (dohyo) dışına çıkmamalı, kenera geldiğinde hemen içeri doğru kaçmalıdır. Bunun için beyaz kenar çizgisini görmelidir. Bunun için beyazı diğer renklerden ayırt eden kontrast sensörlerine ihtiyacı olacaktır.

 

Sumo robot yarışlarında kural olarak başlama düğmesine basıldığından 5 sn sonra hareket etmelidir. Dolayısıyla, robotun bir zaman sayacına (timer) ihtiyacı olacaktır.

Sumo robot yarışlarında boyut ve ağırlık sınırları vardır. Dolayısıyla, mini sumo robot max. 10x10cm boyutlarında, max. 0,5kg ağırlığında, normal sumo robot ise max. 20x20cm boyutlarında, max. 3kg ağırlığında olmalıdır.

Robotun yukarıda sayılan temel işlevleri yerine getirebilmesi, görevlerini kusursuz yerine getirebilmesi için donanımları ve duyargaları (sensörler) araclığıyla algıldağı sinyalleri yorumlayacak, hareketlerini kontrol edecek, denetleyecek, yönlendirecek, gerektiğinde programlanabilir bir mikrodenetleyiciye ihtiyaç vardır.

Robotun duyargaları ile algıldıklarını mikroişlemciye ileten, mikroişlemciden gelen sinyalleri hareket motorlarına ileten, sinyalleri yukselten veya azaltan birçok elektronik arayüz devre gerekecektir. Bu arayüz devrelerin ihtiyacı bir çok entegre, direnç, transistör, kondansatörlere ihtiyaç olacaktır.

Sumo robot ring dışında da bazı işlevleri yerine getirmesini istiyorsak robota ek özellikler ekleyebiliriz. Örneğin çizgi takip etmesini istiyorsak, çizgi takip sensörleri ekleyebiliriz.

Robotunuzun özellikleri, yapacağı işler ve görevleri hiç bir zaman sizin teknik bilgi ve becerilerinizin ötesinde, mali bütçe limitlerinizin üstünde olmamalıdır. Robotunuzun ön tanımlarını yaptıktan sonra robotunuzun kaba şemasını, daha sonrada kısım kısım devre şemalarını çiziniz. Bu devrelerin yapımı için lazım olan tüm parçaları bir kağıda yazıp bir pazar araştırması yapın. Bulunmayan veya pahalı parçalar için alternatifleri araştırın. Bütçe limitlerinize ve teknik becerilerinize uygun robotun son şeklini tanımladıktan ve tasarımını yaptıktan sonra asıl şemasını ve elektronik devrelerini tekrar çiziniz. Yapılacak iş ve zaman planını belirleyiniz. Daha sonra da belirlenen iş ve zaman planına uygun satın alma, montaj, programlama ve çalıştırma işlemlerini gerçekleştirerek robotunuzu tamamlayınız. Robotunuzu yaparken önce gövde şasiyi imal edin. Motorları şasiye bağlayın, motorlara tekerleri veya ayakları bağlayın. Elektronik aksamı bağlamadan ve lehimlemeden önce mutlaka deney board’u üzerinde deneyin. Devrenin çalıştığından emin olun. Bu sizleri daha sonra çıkabilecek bir çok sorundan kurtaracaktır. Kendi  tasarımınızla robot yaparken yukarıda verilen web sitelerinden ve kitaplardan faydalanabilirsiniz. Orta veya ileri seviyede elektronik ve robotik deneyimine sahipseniz aşağıdaki kitaplar da sizlere yardımcı olacaktır.

Çıkma parçalardan robot imal etmek

Hayal görmemek lazım. Çıkma parçalardan tam bir robot yapmak imkansız değilse de çok zordur. Çıkma parçalardan robot yapmak isterseniz bile yeni alınması gereken parçalar gerekebilir. Özellikle elektronik entegreler, aksamlar, sensörler, mikroişlemciler, mikrodenetleyiciler oyuncaklarda veya köşedeki süpermarkette bulunmaz. Bunları ancak uzman çarşıları dolaşarak, araştırarak, bulabilir, satın alabilirsiniz.

Değişik hurda malzemelerden aşağıdaki çıkma parçaları kulanabilirsiniz:

Düşürüp kırdığınız CD playerden, walkman’den motorlar, dişliler, yaylar, vida ve somunlar, elektronik oyuncaklardan motorlar, dişliler, tekerler, hurda çağrı cihazlarından çok küçük motorlar, cep telefonlarından, kızaklarından yine minik güçlü az akım alan motorlar, CD okuyuculardan ve kızaklarından motorlar, dişliler, yazıcılardan motorlar, dişliler, paletli tank imali için bantlar, hard disklerinden güçlü motorlar, Bilgisayarların toplu farelerinden encoder’lar, bazı eski polaroid fotoğraf makinalarından ultrasonik sensörler, otomobil sileceklerinden 2 vitesli güçlü motor ve reduktör dişliler…..

Bu liste, yaratıcı hayal gücünüze, gözlem gücünüze bağlı şekilde uzayıp gider…

Size önerim eski cd-romlar satın alıp parçalamanızdır. hem çok zevklidir ;) hem de içinden robotik için faydalı bir çok malzeme çıkar.

2 dc motor 2 mıknatıs butonlar mercek ve bolca dişli bir cd-romdan çıkabilen parçalardır.

Çıkma, yapacağınız elektronik devreler ve aygıtlar kendi orjinal tasarımlarınızla robot yapma yolunda önemli deneyimler kazandıracaktır.

Sorunlar

Güç verildiğinde hemen çalışan, mükemmel işleyen robot çok nadirdir. Sorunlar, hatalar her zaman beklenen olağan olaylardır. Sorunlar sizden ve/veya malzemeden kaynaklanmış olabilir. Bu sorunlar mekanik olabilir, ters bağlantılar olabilir, lehimler yanlış veya yetersiz olabilir.

Robot gereğinden ağır olabilir. Tasarım hatalı olabilir.

Sorunlar elektronik olabilir. Devreler elektrik almıyor olabilir. Kablolama hatalı olabilir. Entegreler 5 volttan yüksek akım almış, hasarlanmış olabilir. Bazı bölümlerin, parçaların lehimi iyi yapılmamış olabilir, transistörler veya entegreler lehim anında fazla ısıdan yanmış olabilir.

Sorunlar mikroişlemcinin programlanmasında yazılan programın bir cümlesinin hatalı yazılmasından kaynaklanmış olabilir. Hata kaynakları bir çok nedenden olabilir.

Ancak, bu sorunları çözerken yapılan çabalar, gayretler size çok şey katar. Sonraki projelerinizde  daha mükemmel robotlar da yapmayı öğretir.

SONUÇ TABLOSU

Hazır kitten Hazır devreden Kendi öz tasarımlarınızdan
Maliyet Aynı Aynı Aynı
Zorluk Az Çok Çok fazla
Öğrenme Çok Çok Çok fazla
Araç-gereç Az Çok Çok
Tasarım Az Az Çok
Yaratıcılık Az Çok Çok fazla
Deneyim Az Çok Çok fazla
Keyif Çok Çok Çok

Robot yapmaya nasıl başlarsanız başlayın, hangi robotu yaparsanız yapın, zamanınızı çok eğlenceli ve faydalı şekilde harcayacak, çok değerli deneyimler sonucunda robotik, elektronik ve programlama konusunda sağlam bilgi temeline kavuşacaksınız.

Robot yapmak aşağıdaki konularda bilgi düzeyinizi geliştirir. Güç kaynakları, piller, bataryalar, güneş pilleri, Motorlar, dişliler, reduktörler, hareket mekanizmaları, kontrol aygıtları ve şekilleri, el aletleri kullanma becerisi, malzemeleri kesme, bükme, şekillendirme becerisi Tasarım, şekillendirme, montaj, yapıtırma, lehimleme becerisi, temel elektronik ve mekanik, Transistörler, kondansatörler, entegreler, sensörler mikroişlemciler, mikrodenetleyiciler, entegre devreler, yapay zeka, algoritmalar, programlama, makina dilleri Yani kısaca küçük endüstri bilgileri:) Bu da sizlere birçok alanda deneyim sağlayacaktır.

Robotik birçok disiplinle (mekanik, elektrik, elektronik, bilgisayar, yapay zeka) kesisen ve her gün gelişen bir teknolojidir. Robotlarla ilginiz, çevrede, basında robotik ile ilgili haberleri ilgiyle algılamanıza, robotik teknolojisi ile ilgili gelişmeleri ilgiyle izlemenize sebep olacaktır.

Robotlar ile yapacağınız oyun ve deneylerinizle hergün yeni bir şey ögrenirsiniz, yeni bir buluş yaparsınız. Bu buluş daha önce başkaları tarafından icad edilmiş olsa bile, yine de buluştur. Sizlere yeni bir buluş yapma keyfi  verir.

Fırat DEDE Istanbul, 22/02/2005 (Son Güncelleme Eylül 2011)

0 Yorum

Kimliğiniz ile giriş yapın

veya    

Ayrıntılarınızı unuttunuz mu?

Create Account